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专题 09 恒定电流与交变电流
一、单选题
1．（2022·江苏·模拟预测）智能手机有自动调节屏幕亮度的功能，光照强度变大时屏幕变亮，反之变暗。
图中电路元件R、R 中一个为定值电阻，另一个为光敏电阻（其有“阻值随光照强度的减小而增大”这
1 2
一特性）。该电路可实现“有光照射光敏电阻时小灯泡变亮，反之变暗”这一功能。由分析可得下列说
法正确的是（ ）
A．R 为定值电阻，R 为光敏电阻
1 2
B．R 为定值电阻，R 为光敏电阻
2 1
C．有光照射时电源的输出功率一定增大
D．没有光照射时电源的效率比有光照射时电源的效率低
【答案】B
【详解】A．若R 是光敏电阻，光照射R 时，R 阻值减小，则电路总电阻减小，总电流增大，电源内电
2 2 2
压增大、外电压减小，流过R 和小灯泡的电流减小，灯泡的实际功率变小，小灯泡变暗，A错误；
1
B．若R 是光敏电阻，光照射R 时，R 阻值减小，则电路总电阻减小，总电流增大，电源内电压增大、
1 1 1
外电压减小，R 两端电压减小，流过R 的电流减小，流过R 和小灯泡的电流增大，小灯泡的实际功率变
2 2 1
大，小灯泡变亮，B正确；
C．由以上分析知R 为光敏电阻，则
1
当R = r时电源输处功率最大，但各个电阻具体参数未知，无法确定出R 与r的大小关系，则无法判
外 外
断有光照射时电源的输出功率是否一定增大，C错误；
D．电源的效率为
当有光照时R 减小，则R 减小，故I 增大，则η减小，则没有光照射时电源的效率比有光照射时电源
1 总 总
的效率高，D错误。
故选B。2．（2022·广东·模拟预测）如图所示电路，两电源电动势分别为 、 ，内阻分别为 、 ，且 ，
，R为滑动变阻器，P为滑动变阻器滑片，灯泡电阻可认为不变。现闭合开关 ，单刀双掷开关
接1时，灯泡均正常发光，则下列说法中错误的是（ ）
A．若滑片P向下滑动，则 变亮， 变暗
B．若滑片P向下滑动，则 变暗， 变亮
C．若将单刀双掷开关 切换至2，则 、 、 均变亮
D．若将单刀双掷开关 切换至2，则电源的输出功率可能变小
【答案】D
【详解】AB．将滑动变阻器的滑片P向下调节，变阻器接入电路的电阻变大，R与灯L 并联的部分电阻
2
变大，外电路总电阻变大，根据闭合电路欧姆定律分析得知，干路电流I减小，L 灯泡亮度变暗；
3
路端电压U变大，L 灯两端的电压U 变小，R与灯L 并联电路的电压
3 3 2
U增大，U 减小，则U 增大，灯L 变亮；
3 并 2
流过L 的电流
1
I减小，I 增大，I 减小，灯泡L 亮度变暗，AB正确；
2 1 1
CD．若将单刀双掷开关 切换至2，电源电动势不变，内电阻变小，根据闭合电路欧姆定律可知电路干路电流增大，外电路电压变大，外电路各用电器阻值不变，故各支路电流增大，灯泡 、 、
均变亮，C正确；
电路总电流增大，路端电阻不变，输出功率一定增大，D错误。
本题选择错误的，故选D。
3．（2022·辽宁丹东·二模）如图所示电路，三个定值电阻 、 、 的阻值之比为1:2:3。当在A、B之
间接入一稳压电源，在C、D之间接入一电容器时，电容器的带电量为 。现将电源、电容器的位置互
调，此时电容器的带电量为 ，则（ ）
A．
B．
C．电源、电容器的位置互调后，短路电阻 ，电容器所带电量将减小
D．电源、电容器的位置互调后，短路电阻 ，电容器所带电量将增大
【答案】A
【详解】A B．假定该稳压电源的电动势为E，当在A、B之间接入一稳压电源时，电路如图所示，
依题意有同理当在C、D之间接入一稳压电源时，有
可知有
故A正确，B错误；
C D．电源、电容器的位置互调后，电路结构为：R 与电容器串联然后与R 并联，再与R 串联，并没有
1 2 3
短路电阻R，故CD错误。
1
故选A。
4．（2022·安徽·模拟预测）如图为一电源电动势为E，内阻为r的稳定电路。电压表A的内阻为5kΩ。B
为静电计，C ，C 为两个理想的电容器且耐压值足够高。在开关闭合一段时间后，下列说法正确的是（
1 2
）
A．C 上电荷量为0
1
B．若将滑动变阻器滑片向右滑，则 C 上电荷量增大
2
C．若C ＞C ，则电压表两端大于静电计两端电压
1 2
D．将S断开，使C 两极距离增大，B张角减小
2
【答案】A
【详解】A．由于电压表两端没有电压，电容器C 没有被充电，电量为零，故A正确；
1
B．电路稳定后，电容器C 的电压等于电源的电动势，保持不变，将变阻器滑动触头P向右滑动，电容器
2
C 的电压不变，电量不变，故B错误；
2
C．由于静电计的两个电极是彼此绝缘的，电压表是由电流表改装成的，电路稳定后，电路中没有电流，
电压表两端没有电压，而电容器C 充电，两端存在电压。所以电压表两端的电势差小于静电计两端的电
2
势差，故C错误；D．将电键S断开，电容器的电量Q不变，板间距离增大，电容C减小，由公式C 分析可知，板间电
压增大，静电计张角增大，故D错误；
故选A。
5．（2022·重庆·高考真题）低压卤素灯在家庭电路中使用时需要变压器降压。若将“ ”的交流
卤素灯直接通过变压器（视为理想变压器）接入电压为 的交流电后能正常工作，则（ ）
A．卤素灯两端的电压有效值为 B．变压器原、副线圈的匝数比为55∶3
C．流过卤素灯的电流为 D．卤素灯的电阻为
【答案】B
【详解】A．卤素灯上标记的额定电压 即为卤素灯两端的电压有效值，A错误；
B．根据理想变压器的原理可知
B正确；
C．流过卤素灯的电流为
C错误；
D．卤素灯是非线性元件，电阻随着电压不同而改变，D错误。
故选B。
6．（2022·广东·模拟预测）图甲中理想变压器原、副线圈的匝数比为2:1，电阻R=10Ω，L 、L 为规格相
1 2
同的两只小灯泡。原线圈接一个经双可控硅调节后的电压U，U随时间t的变化规律如图乙所示，正弦交
流电的每一个二分之一周期中，前四分之一周期电压被截去。现将S 、S 、S 闭合，此时L 正常发光。下
1 2 3 2
列说法错误的是（ ）
A．输入电压U的有效值为10V B．R消耗的电功率为10W
C．只断开S 后，L 能正常发光 D．只断开S 后，原线圈的输入功率减小
3 2 2
【答案】B
【详解】A．令输入电压的有效值为U，根据正弦式交流电的有效值与有效值的定义
1解得
故A正确；
B．根据理想变压器的电压匝数关系
解得副线圈两端电压
则R消耗的电功率为
故B错误；
C．只断开S 后，L 电压不受影响，L 正常发光，故C正确；
3 2 2
D．只断开S 后，负载电阻变大，输出电压不变，根据
2
输出功率减小，则输入功率也减小，故D正确。
故选B。
7．（2022·辽宁·一模）在工业用电的线路中常常有很大的交流电流，交流电流表的量程小于待测的电流，
为了测量大电流可以使用电流互感器。电流互感器的工作原理与变压器是一致的，则下列说法正确的是
（ ）
A．电流互感器的原线圈匝数小于副线圈的匝数，原线圈要串联在交流电路中
B．电流互感器的原线圈匝数大于副线圈的匝数，原线圈要串联在交流电路中
C．电流互感器的原线圈匝数小于副线圈的匝数，原线圈要并联在交流电路中
D．电流互感器的原线圈匝数大于副线圈的匝数，原线圈要并联在交流电路中
【答案】A
【详解】由题意知，副线圈的电流应小于原线圈的电流，根据
可得知副线圈匝数应大于大于原线圈匝数，电流互感器应串联接入电路中，故A正确，BCD错误。
故选A。
8．（2022·福建福建·一模）工厂检验电动机的质量时，要用到1千多伏电压可调的高压电。利用一个自
耦变压器和一个升压变压器可满足这个要求。如图为自耦变压器部分示意图，已知该自耦变压器可视为
理想变压器，线圈总匝数为1250匝，其中原线圈为1100匝，接在有效值为 的交流电源上，则输出
端 可以得到最高电压是（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【详解】对于自耦变压器，若要计算输出的最大电压，只需满足副线圈为1250匝时，由变压器两端的电
压与匝数成正比，即有
故选C。
9．（2022·广东·模拟预测）如图，用两台理想变压器进行远距离输电，第一台升压变压器原线圈的电压
恒定不变。当输送功率为P 时，降压变压器输出端用户可得到的功率为0.99P。为了能输送更大的电功
0 0
率，将两台变压器之间的线路更换，新线路电阻为原线路电阻的一半，其他输电设备不变。线路中电能
的损失除两变压器之间的电线发热外，其他损失不计，升压变压器原线圈输入电压恒定。关于该新的输
电线路，下列说法正确的是（ ）
A．若实际输送功率是2P，则输电线损失功率为0.01P
0 0
B．若实际输送功率是2P，则输电线损失功率为0.02P
0 0
C．若用户实际功率是1.98P，则实际输送的总功率为2.02Po
0
D．若用户实际功率是0.99P，则实际输送的总功率为P
0 0
【答案】B【详解】AB．对于原输电线路，输送的电功率为 ，用户可得到的功率为 ，则原输电线路上损失
的电功率为 。设升压变压器副线圈的电压为U，原输电线路的总电阻为r，有
更换新的输电线后，设输送功率为P，由于升压变压器原线圈输入电压恒定，故副线圈输出电压不变，输
电线上的电流为 ，输电线路损失的功率为
若实际输送功率是 时，
A项错误，B项正确；
C．用户得到的功率与输送功率之间的关系为
若用户的实际功率为 ，则此时实际输送的总功率为 ，C项错误；
D．若实际输送的总功率为 时，则损失的功率
用户得到的实际功率应 ，故D项错误。
故选B。
10．（2022·宁夏·石嘴山市第三中学模拟预测）北京奥运场馆的建设体现了“绿色奥运”的理念。国家体
育馆“鸟巢”隐藏着一座年发电量比较大的太阳能光伏发电系统，假设该发电系统的输出电压恒为 ，
通过理想变压器向远处输电，如图，输电线的总电阻为 ，升压变压器 原、副线圈匝数比为 ，下
列说法正确的是（ ）A．若用户消耗功率减少，则升压变压器 输出电压 减小
B．若用户消耗功率增加，则用户电路两端电压 增大
C．若该发电系统输送功率为 ，则输电线损失的功率为
D．若该发电系统输送功率为 ，用户获得 电压，则降压变压器 原、副线圈的匝数比为
【答案】C
【详解】A．根据理想变压器变压规律可知
虽然用户消耗功率减少，但因为U 始终不变，所以U 始终不变，故A错误；
1 2
B．若用户消耗功率增加，则发电系统输出功率一定增大，T 原线圈电流I 增大，根据理想变压器变流规
1 1
律可知副线圈电流I 也增大，即输电电流增大，又因为
2
并且U 不变，所以U 减小，则U 减小，故B错误；
2 3 4
CD．若该发电系统输送功率为 ，则T 原线圈电流为
1
T 副线圈电流，即输电电流为
1
输电线损失的功率为
T 原线圈电压为
2所以降压变压器 原、副线圈的匝数比为
故C正确，D错误。
故选C。
二、多选题
11．（2022·天津·模拟预测）如图所示， 是光敏电阻（光照增强，电阻减小），C是电容器， 是定值
电阻。闭合开关，当 受到的光照强度减弱时（ ）
A．电源两端电压减小 B．光敏电阻 两端的电压增大
C．通过电阻 的电流增大 D．电容器C所带的电荷量减小
【答案】BD
【详解】C．当 受到的光照强度减弱，则光敏电阻 阻值变大，根据闭合电路欧姆定律
可知，回路中的电流减小，则通过电阻 的电流减小，故C错误；
A．回路中的电流减小，则根据闭合电路欧姆定律
可知，路端电压增大，即电源两端电压增大，故A错误；
D．电阻 的电压为
则回路中的电流减小，电阻 的电压减小，故电容器C的电压减小，根据
可知，电容器C所带的电荷量减小，故D正确；B．根据电路中的电压关系有
由于路端电压U增大，而电阻 的电压U 减小，则光敏电阻 两端的电压U 增大，故B正确。
2 1
故选BD。
12．（2022·山西省翼城中学校模拟预测）某无级充电装置的原理如图所示，该装置主要由供电线圈和受
电线圈组成，可等效为一个理想变压器，从受电线圈输出的交流电经过转化装置变为直流电给电池充电。
已知供电线圈匝数大于受电线圈匝数，供电线路中保护电阻R=50Ω，其余电阻不计。充电时，供电线圈
接有效值 的正弦交流电，受电线圈cd端的输出电压 、输出电流 ，下列说法
正确的是（ ）
A．cd端电压的最大值为
B．供电线圈和受电线圈匝数比为10：1
C．充电时，ab端的输入功率为80W
D．若输入端ab接220V直流电，也能进行充电
【答案】AB
【详解】A．cd端输出电压为正弦交流电压，最大值为有效值的 倍，即 ，故A正确；
B．由变压器电压与匝数的关系得
由欧姆定律得
解得
故B正确；
C．ab端的输入功率故C错误；
D．变压器不能在直流电下工作，故D错误。
故选AB。
三、解答题
13．（2022·北京延庆·一模）自从钻木取火之后人类第一次烧烤起，烹饪的炉灶在不断地进步，电磁炉
（图甲）是百万年间的一次炊具革命——发热主体就是锅自己。电磁炉要用铁锅的原因众说纷纭，我们
来揭秘其中原理。电磁炉可以看做一个变压器：炉盘相当于原线圈，锅底既是副线圈又是负载，通过电
磁感应产生涡流来加热食物。由于没有铁芯，炉盘的能量传输会有一定损耗，传输效率为η。锅底感应的
电动势与原线圈电压的比值称作耦合系数，设为n。一方面铁锅是顺磁质，耦合系数很高，适合做锅体；
另一方面铁锅的电阻较为合适，这是由炉盘中的阻抗匹配决定的。电磁炉工作原理可简化为图乙，电源
为频率、有效值恒定的电压U，炉盘中配有定值阻抗Rx，锅体回路中的电阻相当于负载。
（1）若通过匹配阻抗Rx的电流为I，求锅体中感应电动势的有效值；
（2）若锅体等效电阻为R，求流过匹配阻抗Rx的电流；
（3）更换不同锅体，相当于调节负载电阻，设传输效率η和耦合系数n都不变，求锅体等效电阻R为多
大时加热食物的功率最大。
【答案】（1） ；（2） ；（3）
【详解】（1）阻抗Rx的电流为I，则原线圈两端电压
根据
解得锅体中感应的电动势有效值（2）原线圈中满足
副线圈中满足
又
又根据能量守恒
联立可得
，
（3）锅体产热的功率
因此当
取得最大功率
14．（2022·江苏·模拟预测）华为手机Mat20 Pro具有无线充电功能，所配电池铭牌上标有“3.7V，
4000mAh”字样。手机无线充电器的基本原理类似于变压器，由发射器和接收器组成，分别有一发射线
圈和接收线圈，其简化模型如图所示。已知发射、接收线圈匝数比n∶n=5∶1，发射端输入电流为
1 2
。求：
（1）接收线圈输出电流的有效值I；
2
（2）电池充满电时最大储存电能E。【答案】（1）1A；（2）53280J
【详解】(1)依题意，发射端线圈输出电流的有效值为
根据变压器两端电流与匝数之间的关系可得
联立，可得
(2) 电池充满电时最大储存电能
